JP5604648B2 - 印刷用マスク枠結合体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
1)スクリーンメッシュの4辺をそれぞれクランプする。
2)クランプした4辺を引張り、直行する二方向(X方向、Y方向)にそれぞれ所定の張力をかける。
3)張力がかけられた状態のスクリーンメッシュを枠に接着固定する。
以上により、張力がかかった状態のスクリーンメッシュが固定されているスクリーン枠を得る。
このとき、印刷用マスク面部分は、印刷用マスクとスクリーンメッシュが重なった状態となっている。
5)印刷用マスクの固着面(周辺部)の内側部分のスクリーンメッシュを切り抜く。
これにより、印刷用マスク面の開口部がスクリーンメッシュに妨げられることなく露出することとなる。
しかし、印刷用マスクにこのような細線状開口部を設けてコンビネーション版を製造しようとすると、製造時に与えられる張力によって細線状開口部の形状が変形してしまうという問題があった。
以下、スクリーン枠、異方張力マスク版及び印刷用マスク枠結合体において、張力が強い向きをY方向、弱い向きをX方向と表記する。
スクリーンメッシュを介してスクリーン枠に印刷用マスクを張設した印刷用マスク枠結合体の製造方法であって、
枠内に、X方向とY方向の張力の比が1:1.5以上1:2.8以下となる状態にてスクリーンメッシュを張設する工程、
短手方向と長手方向の長さの比が1:10以上の細線状開口部を有する印刷用マスクであって、印刷パターンの領域外に、張力緩衝用の開口部が設けられており、
前記張力緩衝用の開口部が、細線状開口部の長手方向に破線状に2本以上配列されており、当該破線状開口の上下端が千鳥状にずれて配列されており、
基板に接触する面の印刷パターン外の領域に印刷用マスク保持用のスペーサーが設けられている印刷用マスクにつき、当該印刷用マスクの細線状開口部の長手方向が略Y方向となる状態にて、当該印刷用マスク周辺部を前記スクリーンメッシュに固着する工程、
前記印刷用マスク固着部の内側部分の前記スクリーンメッシュを切除して、前記メタルマスク上のX方向とY方向の張力の比が1:1.3以上1:2.3以下となる状態とする工程、
を有することを特徴とする印刷用マスク枠結合体の製造方法であり、
また、請求項2記載の発明は、
スクリーンメッシュを介してスクリーン枠に、
短手方向と長手方向の長さの比が1:10以上の細線状開口部を有する印刷用マスクであって、印刷パターンの領域外に、張力緩衝用の開口部が設けられており、
前記張力緩衝用の開口部が、細線状開口部の長手方向に破線状に2本以上配列されており、当該破線状開口の上下端が千鳥状にずれて配列されており、
基板に接触する面の印刷パターン外の領域に印刷用マスク保持用のスペーサーが設けられている印刷用マスクを、当該印刷用マスクの細線状開口部の長手方向が略Y方向となる状態にて張設した印刷用マスク枠結合体であって、
当該印刷用マスクにおけるX方向とY方向の張力の比が1:1.3以上1:2.3以下であることを特徴とする印刷用マスク枠結合体であり、
また、請求項3記載の発明は、
スクリーンメッシュを介してスクリーン枠に印刷用マスクを張設した印刷用マスク枠結合体の製造方法であって、
枠内に、X方向とY方向の張力の比が1:1.5以上1:2.8以下となる状態にてスクリーンメッシュを張設する工程、
短手方向と長手方向の長さの比が1:10以上の細線状開口部を有する印刷用マスクであって、印刷パターンの領域外に、張力緩衝用の開口部が設けられており、
前記張力緩衝用の開口部が、細線状開口部の長手方向に破線状に2本以上配列されており、当該破線状開口の上下端が千鳥状にずれて配列されている印刷用マスクを、
当該印刷用マスクの細線状開口部の長手方向が略Y方向となる状態にて、当該印刷用マスク周辺部を前記スクリーンメッシュに固着する工程、
前記印刷用マスク固着部の内側部分の前記スクリーンメッシュを切除して、前記メタルマスク上のX方向とY方向の張力の比が1:1.3以上1:2.3以下となる状態とする工程、
印刷用マスクの基板接触面に印刷用マスク保持用のスペーサーを設ける工程、
を有することを特徴とする印刷用マスク枠結合体の製造方法であり、
また、請求項4記載の発明は、
スクリーンメッシュを介してスクリーン枠に
短手方向と長手方向の長さの比が1:10以上の細線状開口部を有する印刷用マスクであって、印刷パターンの領域外に、張力緩衝用の開口部が設けられており、
前記張力緩衝用の開口部が、細線状開口部の長手方向に破線状に2本以上配列されており、当該破線状開口の上下端が千鳥状にずれて配列されている印刷用マスクを、その細線状開口部の長手方向が略Y方向となる状態にて張設した印刷用マスク枠結合体であって、
当該印刷用マスクにおけるX方向とY方向の張力の比が1:1.3以上1:2.3以下であり、印刷用マスクの基板接触面の、基板接触部分以外の領域に印刷用マスク保持用のスペーサーを設けられていることを特徴とする印刷用マスク枠結合体であり、
また、請求項5記載の発明は、
メタルマスクに設けられた破線状の張力緩衝用のX´方向の間隔が、0.05mm以上5.0mm以下であり、
前記破線状の張力緩衝用開口部を構成する小開口同士のY´方向の間隔が、1mm以上10mm以下であり、
前記破線状の張力緩衝用開口部を構成する小開口のY´方向の長さが、5mm以上30mm以下であり、
前記張力緩衝用開口部のX´方向の長さが、0.05mm以上10mm以下であり、
前記張力緩衝用開口部と印刷パターンとがX´方向に10mm以上離れており、
前記張力緩衝用の開口部のY´方向の長さが、隣接する印刷パターンの辺の長さの0.5倍以上1.5倍以下であることを特徴とする、請求項1又は3記載の印刷用マスク枠結合体の製造方法であり、
また、請求項6記載の発明は、
メタルマスクに設けられた破線状の張力緩衝用のX´方向の間隔が、0.05mm以上5.0mm以下であり、
前記破線状の張力緩衝用開口部を構成する小開口同士のY´方向の間隔が、1mm以上10mm以下であり、
前記破線状の張力緩衝用開口部を構成する小開口のY´方向の長さが、5mm以上30mm以下であり、
前記張力緩衝用開口部のX´方向の長さが、0.05mm以上10mm以下であり、
前記張力緩衝用開口部と印刷パターンとがX´方向に10mm以上離れており、
前記張力緩衝用の開口部のY´方向の長さが、隣接する印刷パターンの辺の長さの0.5倍以上1.5倍以下であることを特徴とする、請求項2又は4記載の印刷用マスク枠結合体であり、
また、請求項7記載の発明は、
太陽電池用基板の電極を製造するためのものであることを特徴とする請求項2、4又は6何れか記載の印刷用マスク枠結合体である。
また、スクリーンメッシュの張力の比は、1:3程度が上限であると考えられる。これを超える高比率を与えようとすると、X方向の張力を一定にし、Y方向の張力を強く調整した場合にはスクリーンメッシュの破断がおき、Y方向の張力を一定にし、X方向の張力を弱くした場合には、印刷後に印刷用マスク枠結合体を基板から剥がす際に不具合が起きるので好ましくない。
また、完成後の印刷用マスク枠結合体の印刷用マスク面上における張力比に着目した場合には、1:1.3以上で効果が得られるが、1:1.5以上1:2.3以下であればさらに望ましい。
これ未満であるときは細線状開口部の変形が大きくなり、ペーストの細線の形状不良を起こしやすくなり、これより大きい場合は、前記の通り、印刷後の版離れが悪くなる恐れがあるからである。
ここで、印刷用マスクに単体おける細線状開口部の長手方向をY´方向、短手方向をX´方向と称し、スクリーン枠等におけるX方向、Y方向と区別する(即ち、印刷用マスク枠結合体においては、XとX´、YとY´はそれぞれ略同じ方向を向くことになる。)。以下場合に応じて同様な表記をする。
(b)は隣接する破線を、上下端の位置をずらして配列した場合を現したものである。なお、図では一例として破線が3本の場合を挙げたが、実施形態としてはこれに限られるものではなく、2本以上であるとき、効果を発揮しうる。
また、メッキ被膜そのものをスペーサーとするとさらに堅牢にすることができる。これは、印刷用マスク作製後、フォトリソグラフィにより、印刷用マスク表面において、スペーサーを設置したい部分だけがメッキされるように加工して、メッキによりメッキ被膜を当該部分に形成する方法である。これも特に、メッキ法で印刷用マスクを作製する場合に効果的な方法である。
一方、工程を簡略化したい場合は、印刷用マスクをスクリーン版に固着して、固着した内部のメッシュを切除した後に、基板接触面の、基板接触部以外の部分にスペーサーを設ける方法がある。このとき、スペーサーの素材として、厚手のテープを貼付しても、十分な効果が得られる。この場合、既に印刷用マスクはスクリーン版に張設されている状態なので、張力緩衝用の開口部を塞いでしまっても問題はない。ここで、スペーサーの厚さは基板と同じ程度であることが好ましい。例えば、基板が太陽電池の電極を印刷するウエファーである場合には、一般に100以上150μm以下であることが好ましい。
図4にスペーサーの形態を例示列挙した。(a)は板を貼付したもの、(b)は板を貼付後メッキで印刷用マスクに固着したもの、(c)はメッキ法で印刷用マスクと一体に形成したもの、(d)は印刷用マスク枠結合体作製後、テープを貼付したものである。
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
本発明の印刷用マスク、印刷用マスク枠結合体およびその製造方法の一例を図5に示す。
印刷用マスク枠結合体516の作製には、スクリーンメッシュ53の張力比を、X:
Y=1:2に設定してスクリーンメッシュ53を枠52に張設したスクリーン枠51を使用し、印刷用マスク55の開口部56、57、58のY´方向をスクリーン枠のY方向と略同一方向に向くように固着した(c)。スクリーン枠51のサイズはX方向が350mm、Y方向が350mmである。
印刷用パターンの左又は右端の開口部と、これと隣接する張力緩衝用開口部の距離(以下これを単に「印刷パターンと張力緩衝用開口部の距離」と言う(511))は、10mmであった。
印刷パターン内に印刷されたペースト細線の幅を測定したところ、その幅の差は最大0.010mmであることが確認された。また、ペースト細線の断面はその殆どが矩形をしており、裾野の滲みは見られなかった。ここで、ペースト細線の測定及び観察は、図6の様にその中心近傍について行なった。
実施例1で用いたものと同じ仕様のスクリーン枠に対し、実施例1と同じ製造方法で破線状の張力緩衝用の開口部を形成した印刷用マスクを固着して印刷用マスク枠結合体を作製した。ここで、本実施例における印刷用マスクは、破線のX´方向の間隔が0.5mmである以外は実施例1のものと同様である。
この印刷用マスク枠結合体の細線状開口部寸法を測定したところ、張設による細線状開口部寸法の変化量の最大値は0.007mmであった。
さらに、破線のX´方向の間隔が0.2mmである以外は実施例1のものと同仕様の印刷用マスクを使い、前記と同様の印刷用マスク枠結合体を作製したところ、張設による細線状開口部寸法の変化量の最大値は0.003mmであった。これから、破線の間隔を狭めることで張力緩衝効果が増すことが分かる。
次に、印刷パターンと張力緩衝用開口部の距離を20mmにした以外は、実施例1と同様である印刷用マスク枠結合体を作製したところ、張設による細線状開口部寸法の最大値は0.003mmであった。
また、印刷パターンと張力緩衝用開口部の距離を30mmにした以外は、実施例1と同様である印刷用マスク枠結合体を作製したところ、張設による細線状開口部寸法の最大値は0.002mmであった。
実施例1の印刷用マスクにおいて、印刷パターンと張力緩衝用開口部の距離を30mmにし、破線の本数を3本から5本に増やし、さらに破線間のX´方向の間隔を0.5mmにした印刷用マスクを用いて実施例1同様の印刷用マスク枠結合体を作製したこところ細線状開口部の変化量の最大値は0.006mmであった。
実施例1の印刷用マスクにおいて、印刷パターンと張力緩衝用開口部の距離を30mmにし、破線間のX´方向の間隔を0.5mmにし、さらに破線の小開口のY´方向の長さを20mmにした印刷用マスクを用いて実施例1同様の印刷用マスク枠結合体を作製したこところ、細線状開口部の変化量の最大値は0.003mmであった。
実施例1の印刷用マスクにおいて、張力緩衝用開口部を図1(a)の様なスリッド状にした。ここで、開口の幅は1mm、長さは155mm、印刷パターンからのX´方向の距離は10mmとした。この印刷用マスクを用いて、実施例1同様の印刷用マスク枠結合体を作製したこところ、細線状開口部の変化量の最大値は0.010mmであった。
開口の幅は10mmとした以外は、実施例8と同様の印刷用マスクにおいて、この印刷用マスクを用いて、実施例8と同様の印刷用マスク枠結合体を作製したこところ、細線状開口部の変化量の最大値は0.010mmであった。
張力緩衝用開口部である破線の配列が、上下端の位置が揃っていること以外は実施例1と同様の印刷用マスク枠結合体を作製した。このとき、張設による細線状開口部寸法の変化量の最大値は0.020mmであった。
印刷パターンと張力緩衝用開口部の距離を1mmにして、実施例1と同様の印刷用マスク枠結合体を作製した。このとき、張設による細線状開口部寸法の変化量の最大値は0.035mmであった。
開口の幅は15mmとした以外は、実施例8と同様の印刷用マスクにおいて、この印刷用マスクを用いて、実施例8と同様の印刷用マスク枠結合体を作製したこところ、細線状開口部の変化量の最大値は0.030mmであった。また、このとき印刷用マスクの形状は不安定であり、印刷用マスクをスクリーンに固着する際に、歪みが発生した。
実施例1と同様のスクリーンメッシュ枠を用いて、印刷用マスク枠結合体を作製した。当該印刷用マスク枠結合体は、張力緩衝用の開口部と印刷用マスク保持用スペーサーを設けられていない以外は、実施例1の印刷用マスクと同仕様、すなわち、異方張力マスク版である。
張設による細線状開口部寸法の変化量の最大値は、張力緩衝用の開口部がないことにより、実施例1より大きく、0.040mmあることが確認された。
なお、印刷方向は細線状開口部の長手方向に対して平行になるように実施した。また、印刷パターンの端のペースト細線には、印刷用マスクとウエファーに生じた隙間により、裾野ににじみが見られた。
実施例1と同様のスクリーンメッシュ枠を用いて、これに印刷用マスク枠結合体を作製した。当該印刷用マスク枠結合体は、印刷用マスク保持用スペーサーを有しない点以外は、実施例1のものと同様である。この印刷用マスク枠結合体を用いて、実施例1と同様の印刷試験を行った結果、印刷パターンの端のペースト細線には、印刷用マスクとウエファーに生じた隙間により、裾野に滲みが見られた。
張力異方性がX:Y=1:1.1となるような印刷用マスク枠結合体を、実施例1と同様な仕様で作製した。このとき、この印刷用マスク枠結合体は細線状開口部寸法の変化が著しく、最大で0.050mmであり、電極の形状不良が確認された。また、同様に1:1.2の場合、1:1.3、1:1.5、1:2.3、1:2.5の場合の結果を図7の表に示す。
12 13 14 56 57 58 細線状開口部
15 印刷パターン端部
16 印刷パターン内部
17 510 張力緩衝用開口部
21 小開口のY´方向の長さ
22 小開口同士のY´方向の間隔
23 張力緩衝用開口部同士のX´方向の間隔
31 スキージ
32 印刷用マスク
33 基板
34 印刷台
35 印刷用マスク保持用スペーサー
36 裾野に滲みを伴うペースト細線
37 滲みのないペースト細線
41 印刷用マスク
42 接着剤
43 板(スペーサー)
44 メッキ皮膜
45 メッキ皮膜(スペーサー)
46 テープ(スペーサー)
51 スクリーン枠
52 枠
53 スクリーンメッシュ
54 514 張力(計測値)
55 印刷用マスク
511 印刷パターンと張力緩衝用開口部の距離
512 コンビネーション部
513 補強テープ
515 テープ(スペーサー)
516 印刷用マスク枠結合体
61 ペースト細線の幅の測定部分
Claims (7)
- スクリーンメッシュを介してスクリーン枠に印刷用マスクを張設した印刷用マスク枠結合体の製造方法であって、
枠内に、X方向とY方向の張力の比が1:1.5以上1:2.8以下となる状態にてスクリーンメッシュを張設する工程、
短手方向と長手方向の長さの比が1:10以上の細線状開口部を有する印刷用マスクであって、印刷パターンの領域外に、張力緩衝用の開口部が設けられており、
前記張力緩衝用の開口部が、細線状開口部の長手方向に破線状に2本以上配列されており、当該破線状開口の上下端が千鳥状にずれて配列されており、
基板に接触する面の印刷パターン外の領域に印刷用マスク保持用のスペーサーが設けられている印刷用マスクにつき、当該印刷用マスクの細線状開口部の長手方向が略Y方向となる状態にて、当該印刷用マスク周辺部を前記スクリーンメッシュに固着する工程、
前記印刷用マスク固着部の内側部分の前記スクリーンメッシュを切除して、前記メタルマスク上のX方向とY方向の張力の比が1:1.3以上1:2.3以下となる状態とする工程、
を有することを特徴とする印刷用マスク枠結合体の製造方法。 - スクリーンメッシュを介してスクリーン枠に、
短手方向と長手方向の長さの比が1:10以上の細線状開口部を有する印刷用マスクであって、印刷パターンの領域外に、張力緩衝用の開口部が設けられており、
前記張力緩衝用の開口部が、細線状開口部の長手方向に破線状に2本以上配列されており、当該破線状開口の上下端が千鳥状にずれて配列されており、
基板に接触する面の印刷パターン外の領域に印刷用マスク保持用のスペーサーが設けられている印刷用マスクを、当該印刷用マスクの細線状開口部の長手方向が略Y方向となる状態にて張設した印刷用マスク枠結合体であって、
当該印刷用マスクにおけるX方向とY方向の張力の比が1:1.3以上1:2.3以下であることを特徴とする印刷用マスク枠結合体。 - スクリーンメッシュを介してスクリーン枠に印刷用マスクを張設した印刷用マスク枠結合体の製造方法であって、
枠内に、X方向とY方向の張力の比が1:1.5以上1:2.8以下となる状態にてスクリーンメッシュを張設する工程、
短手方向と長手方向の長さの比が1:10以上の細線状開口部を有する印刷用マスクであって、印刷パターンの領域外に、張力緩衝用の開口部が設けられており、
前記張力緩衝用の開口部が、細線状開口部の長手方向に破線状に2本以上配列されており、当該破線状開口の上下端が千鳥状にずれて配列されている印刷用マスクを、
当該印刷用マスクの細線状開口部の長手方向が略Y方向となる状態にて、当該印刷用マスク周辺部を前記スクリーンメッシュに固着する工程、
前記印刷用マスク固着部の内側部分の前記スクリーンメッシュを切除して、前記メタルマスク上のX方向とY方向の張力の比が1:1.3以上1:2.3以下となる状態とする工程、
印刷用マスクの基板接触面に印刷用マスク保持用のスペーサーを設ける工程、
を有することを特徴とする印刷用マスク枠結合体の製造方法。 - スクリーンメッシュを介してスクリーン枠に
短手方向と長手方向の長さの比が1:10以上の細線状開口部を有する印刷用マスクであって、印刷パターンの領域外に、張力緩衝用の開口部が設けられており、
前記張力緩衝用の開口部が、細線状開口部の長手方向に破線状に2本以上配列されており、当該破線状開口の上下端が千鳥状にずれて配列されている印刷用マスクを、その細線状開口部の長手方向が略Y方向となる状態にて張設した印刷用マスク枠結合体であって、
当該印刷用マスクにおけるX方向とY方向の張力の比が1:1.3以上1:2.3以下であり、印刷用マスクの基板接触面の、基板接触部分以外の領域に印刷用マスク保持用のスペーサーを設けられていることを特徴とする印刷用マスク枠結合体。 - 印刷用マスクに設けられた破線状の張力緩衝用のX´方向の間隔が、0.05mm以上5.0mm以下であり、
前記破線状の張力緩衝用開口部を構成する小開口同士のY´方向の間隔が、1mm以上10mm以下であり、
前記破線状の張力緩衝用開口部を構成する小開口のY´方向の長さが、5mm以上30mm以下であり、
前記張力緩衝用開口部のX´方向の長さが、0.05mm以上10mm以下であり、
前記張力緩衝用開口部と印刷パターンとがX´方向に10mm以上離れており、
前記張力緩衝用の開口部のY´方向の長さが、隣接する印刷パターンの辺の長さの0.5倍以上1.5倍以下であることを特徴とする、請求項1又は3記載の印刷用マスク枠結合体の製造方法。 - 印刷用マスクに設けられた破線状の張力緩衝用のX´方向の間隔が、0.05mm以上5.0mm以下であり、
前記破線状の張力緩衝用開口部を構成する小開口同士のY´方向の間隔が、1mm以上10mm以下であり、
前記破線状の張力緩衝用開口部を構成する小開口のY´方向の長さが、5mm以上30mm以下であり、
前記張力緩衝用開口部のX´方向の長さが、0.05mm以上10mm以下であり、
前記張力緩衝用開口部と印刷パターンとがX´方向に10mm以上離れており、
前記張力緩衝用の開口部のY´方向の長さが、隣接する印刷パターンの辺の長さの0.5倍以上1.5倍以下であることを特徴とする、請求項2又は4記載の印刷用マスク枠結合体。 - 太陽電池用基板の電極を製造するためのものであることを特徴とする請求項2、4又は6何れか記載の印刷用マスク枠結合体。
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